一种应用于桥式抓斗卸船机出料口的翻转式导料槽

桥式抓斗卸船机“半吊装半滚装”整机上岸工艺

陈再新１　王　沂２１　中国交通建设股份有限公司２　上海振华重工(集团)股份有限公司 摘　要:采用桥式抓斗卸船机“半吊装半滚装”整机上岸工艺ꎬ解决了桥式抓斗卸船机上岸安装与码头装卸作业之间的矛盾ꎬ最大程度地缩短了码头占用时间ꎬ减少了卸船码头带式输送机系统设备的改造成本和施工时间ꎮ 关键词:桥式抓斗卸船机ꎻ滚装吊装ꎻ整机上岸

ＨａｌｆＨｏｉｓｔｉｎｇａｎｄＨａｌｆＲｏｌｌｉｎｇｆｏｒＡｓｈｏｒｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＢｒｉｄｇｅＧｒａｂＳｈｉｐＵｎｌｏａｄｅｒ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅａｓｈｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｇｒａｂｓｈｉｐｕｎｌｏａｄｅｒꎬｔｈｅｈａｌｆｈｏｉｓｔｉｎｇａｎｄｈａｌｆｒｏｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｓｈｏｒｅｉｎｓｔａｌｌｍｅｎｔａｎｄｗｈａｒｆｈａｎｄｌｉｎｇｏｆｔｈｅｕｎｌｏａｄｅｒ.Ｔｈｅｏｃｃｕｐｉｅｄｔｉｍｅｉｎｄｏｃｋｉｓｓｈｏｒｔｅｎｍａｘｉｍａｌｌｙꎬａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｃｏｓｔａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｉｍｅｏｆｂｅｌｔｃｏｎｖｅｙｏｒｓｙｓｔｅｍｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｕｎｌｏａｄｉｎｇｄｏｃｋａｒｅｒｅｄｕｃｅｄ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂｒｉｄｇｅｇｒａｂｓｈｉｐｕｎｌｏａｄｅｒꎻｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｈｏｉｓｔｉｎｇꎻｏｖｅｒａｌｌａｓｈｏｒｅ

１　引言桥式抓斗卸船机是散货码头通用卸船设备ꎬ其作业外伸距大、作业效率高ꎬ可适应不同密度物料的卸船ꎬ在国内和国际内河港口、沿海港口得到广泛的应用ꎮ目前国内在运营港口码头不具备新建码头的上岸条件ꎬ其扩建、改造中增加的桥式抓斗卸船机整机上岸就成为一个问题ꎬ需要根据上岸码头的实际情况进行综合分析ꎬ确定切实可行的安全上岸方案ꎮ２　问题的提出已经投入运营的码头由于没有拼装场地ꎬ当需要增加桥式抓斗卸船机时ꎬ新增卸船机只能在工厂拼装完成ꎬ经过初步调试后整机运输到业主码头ꎮ目前整机上岸方案主要有２种:如果采用滚装方案ꎬ必须局部切断并拆除正常运行的码头皮带机以及码头廊道ꎬ这样必然造成码头全面停产ꎬ影响待卸船舶的预定船期ꎬ影响货主客户货物的及时转运ꎬ恢复周期较长ꎬ恢复后装卸系统需要进行重新调试ꎻ如果采用吊装方式ꎬ虽然不需要拆除码头皮带机ꎬ但对于码头周围环境ꎬ特别是水深情况有一定的要求ꎬ需要保证浮吊在工作区域内有足够的水深才能进行ꎬ这样势必要大规模地对码头周边水域进行扫海、甚至疏浚作业ꎮ鉴于上述２种方式的弊端ꎬ结合运营码头的实际情况ꎬ首先使用滚装工艺将桥式抓斗卸船机从运输船滚装至码头皮带机廊道边ꎬ然后利用吊装工艺实现整机翻越码头皮带机廊道ꎬ这种“半吊装半滚装”上岸新工艺成为桥式抓斗卸船机在已运营码头上岸的最佳施工工艺ꎮ３　桥式抓斗卸船机“半吊装半滚装”整机上岸方案首先需根据浮吊作业参数、负载最大吃水深度、７４港口装卸　２０１８年第４期(总第２４１期)负载移动范围核定码头作业区域的水深参数和地质条件ꎮ通常码头前沿区域水深条件好ꎬ靠泊比较安全ꎮ但码头端部区域的水深变化梯度较大ꎬ水下地质复杂ꎬ弃渣孤石、礁石凸起的情况普遍存在ꎬ使得浮吊仅能吊起卸船机翻越卸船码头皮带机廊道ꎬ但无法完全移动到位ꎮ因此采用“半吊装半滚装”的上岸工艺成为唯一有效的方案ꎮ下面详细说明半滚装半吊装的实施步骤ꎮ３.１　卸船准备在桥式抓斗卸船机发运前ꎬ设备制造商应提交整机上岸方案和应急预案ꎬ经业主和监理审批后实施ꎮ如果施工海域影响社会船舶正常通行ꎬ需上报当地海事部门ꎬ经当地海事部门批准并发布航行通告后才能实施ꎮ海事部门有责任派出巡逻艇监视施工区域的航行安全ꎬ维护施工海面的航行秩序ꎮ如果施工陆域影响整机上岸施工机械正常施工和施工人员安全ꎬ需设置安全隔离带并设置安全警示标志ꎬ专职安全人员负责保障施工区域的安全ꎮ整机上岸期间必须配备消防车、救护车待命ꎮ施工单位应在预定整机上岸区域铺设码头临时轨道ꎬ码头面临时轨道与卸船机运行轨道垂直ꎬ且码头临时轨道轨距与运输船临时轨道轨距一致ꎮ３.２　运输船停靠(１)桥式抓斗卸船机采用专用船舶运输ꎬ运输船到达预定运营码头顺靠卸船泊位ꎬ等待合适潮位ꎮ(２)桥式抓斗卸船机解绑ꎬ切割固定卸船机与运输船舶间的固定支撑钢结构ꎬ以及卸船机之间的临时钢结构连接件ꎬ做好吊装准备ꎮ(３)调整运输船舶吃水ꎬ保证船舶甲板面与码头面相对水平ꎮ拖轮辅助运输船顶靠卸船泊位ꎮ浮吊通过八字锚和固定在卸船码头缆桩的缆绳调节作业位置ꎬ拖轮辅助ꎮ(４)浮吊伸钩到位ꎬ人工挂好起吊钢丝绳ꎬ并检查是否存在影响卸船机起吊的障碍物ꎮ(５)卸船码头陆侧岸上设置满载水箱代替地锚ꎬ在浮吊起吊卸船机前穿好卷扬机的牵引及保险钢丝绳ꎬ并根据起吊高度以及运动轨迹ꎬ适当放足钢丝绳余量ꎮ运输船停靠作业图见图１ꎮ

电差动桥式抓斗卸船机

杨振利;林金栋;殷卓华

【摘 要】分析了机械差动和电差动的原理及差异,阐述了电差动电气控制系统的功能、要求以及电差动的主要优缺点,介绍了部分电差动牵引小车的卸船机参数.

【期刊名称】《港口装卸》

【年(卷),期】2014(000)005

【总页数】4页(P7-10)

【关键词】卸船机;机械差动;电差动;电气控制

【作 者】杨振利;林金栋;殷卓华

【作者单位】神华国华(北京)电力研究院有限公司;杭州华新机电工程有限公司;杭州华新机电工程有限公司

【正文语种】中 文

电差动牵引小车的卸船机是在补偿牵引小车、机械差动牵引小车发展的基础上，结合数字化调速拖动技术和PLC控制技术进步而实现的。该机型是芬兰科尼起重机公司于20世纪90年代后期提出，并首次在桥式抓斗卸船机上实现的一种新机型[1]。这种新机型在我国推广后，引起了本行业的极大兴趣。国内的港口设计选型单位、高校研究机构、设备制造厂家等相继开展了电差动牵引小车技术研究和工程实践，目前国内已有1 250 t/h、1 500 t/h、1 600 t/h等几个规格的电差动牵引小车的卸船机投入使用。本文就电差动原理及特点作一个分析和阐述。

各种电差动牵引小车的结构及工作原理[2]见图1～图4。从图1～图4可以看出，电差动的绕绳方式与机械差动的基本一样，只是4个卷筒的驱动机构不一样。

机械差动是依靠起升、开闭的2个差动减速器驱动4个卷筒，4个卷筒间是有机械关联的，即起升电机和开闭电机只能分别驱动起升、开闭侧的2个卷筒，而小车电机则可以驱动机构中的4个卷筒。这样控制起升、开闭、小车电机驱动的不同组合和通过差动减速器的差动功能，能完全实现抓斗的提升、下降、闭合、打开和抓斗小车的前后移动的所有卸船功能。电气控制只需在抓斗满载提升时控制起升和开闭的载荷均衡和速度同步，小车前后移动的收放绳由差动减速器自动同步实现。

电差动是用4个独立机构驱动4个卷筒，4个卷筒间没有机械关联，完全通过电气控制系统控制每个卷筒合适转动来实现抓斗的提升、下降、闭合、打开和抓斗小车的前后移动的所有卸船功能。因此每个动作均需要控制钢丝绳载荷均衡和速度同步，电气控制系统的复杂性大大增加了。

5-10卸船机800t/h使用说明

1. 设备概况

该机为四卷筒牵引小车式抓斗桥式卸船机，整机构造及布置如图1。工作时

抓斗自船舱抓取料后，抓斗小车向岸边运行，将料卸入前门架内侧落料斗，通过

机内给料系统落到码头地面皮带上。大车沿码头轨道行走实现移位取料。

卸船机主要由金属结构；起升、开闭、小车运行机构(三者合而为一，简称

为四卷筒机构)；变幅机构；大车运行机构；输料系统喷水防尘系统；移动式司

机室；检修设施以及防爬器、锚定、系缆、安全钩、限位装置等安全设施；电气

系统、集中润滑系统、梯子平台、等部件组成。

该机主结构采用箱形梁型式，前后大梁连接为销轴铰接式，在非工作状态和

海船靠岸或离岸时，前大梁仰起以便海轮自由通过。前大梁采用双梁结构，两侧

设有水平侧向桁架，增强前大梁的侧向刚性。主机房、电气房置于后大梁的下方

平台上，便于维护检修，整机重心低，稳定性好。

该机机构设计中采用四卷筒机构牵引方式，小车自重轻，绳系简单，钢绳对

大梁的作用力小，更换方便。导向滑轮采用高强度尼龙滑轮，可以有效地延长钢

绳寿命。起升、开闭、小车运行机构，变幅机构，均采用交流供电－－交流变频

拖动的调速系统。通过PLC可编程序控制器实现半自动或手动操作卸料。大车运

行机构用交流变频电机拖动，机内接料系统及其它机械设备均采用交流供电和交

流电机拖动。各机构的动作可以在移动的司机室内的联动台上控制或就地操作，

移动式司机室在轨道上独立运行，并能选择最佳视野进行操作。供料系统中的料

斗下口出料采用振动给料机，通过船型三通给码头胶带机供料；料斗等几个粉尘

污染点分别设有落料回收板、料斗挡风板、水喷雾系统等防尘设施。

为方便检修大车机构，门腿下部设有顶升支承。该机配有多种限位保护系统、

联锁限位装置、通讯联系系统，保证卸船机工作可靠、安全。该机供电为6000V，

50Hz，采用电缆卷盘上电，卷绕电缆长度可供卸船机在250m的轨道范围内行走；

通过六芯多模光纤与地面进行通讯联系及码头皮带连锁；设有一个供水水箱，以

圆园19袁57渊9冤机械制造总第661期收稿日期院圆园员9年4月1研究背景桥式抓斗卸船机主要用于煤炭尧矿石等散料的接卸作业袁是目前港口码头主要的接卸设备遥国际上桥式抓斗卸船机小车驱动方式经历了由小车自行式尧主副小车牵引式发展到四卷筒差动牵引小车式几个历程咱1暂遥四卷筒差动牵引小车式通过一套机构实现了抓斗起升开闭和小车运行两大功能袁整套机构固定于机器房内袁减轻了移动载荷尧整机质量袁降低了桥式抓斗卸船机自身对码头的要求袁同时减少了钢丝绳的缠绕量袁自诞生以来以其明显的优势得到广泛的应用遥笔者基于太重越南太平电厂5伊105kg/h桥式抓斗卸船机项目袁给出了有关四卷筒差动小车牵引机构设计要点和一些具有实际价值的建议遥2四卷筒差动小车牵引机构工作原理和特点2.1工作原理四卷筒差动小车牵引机构缠绕简图如图1所示遥四卷筒差动小车牵引机构共有四个卷筒袁其中两个为起升卷筒袁两个为开闭卷筒遥前起升钢丝绳和前开闭钢丝绳从卷筒绕出袁经过塔架滑轮尧前大梁改向滑轮和小车滑轮袁最后连接抓斗固定端遥后起升钢丝绳和后开闭钢丝绳从卷筒绕出袁经过后大梁改向滑轮和小车滑轮袁最后连接抓斗开闭端袁抓斗小车海陆侧钢丝绳的张力差为小车运行的驱动力遥图2所示为四卷筒差动小车牵引机构布置图遥四个卷筒由三台电机和两台行星差动减速器驱动袁一台起升电机袁一台开闭电机袁一台小车运行电机袁其中起升尧开闭电机各驱动一台行星差动减速器袁小车运行电机通过浮动轴同时驱动两台行星差动减速器遥每台行星差动减速器有三根输入轴尧两根输出轴袁同时与两个卷筒连接遥抓斗与卷筒之间的运动关系见表1遥表1中袁野+冶为卷筒收绳袁野-冶为卷筒放绳袁野*冶为卷筒不动作遥通过两台行星减速器内圈尧外圈的差动来实现各种动作组合遥保持两个起升卷筒不动袁两个开闭卷筒同向转动来实现抓斗的开闭曰两个起升卷筒和两个开闭卷筒同向转动来实现抓斗的起升曰两个起升卷筒和两个开闭卷筒反向转动来实现小车的运行遥通过四个卷筒收绳放桥式抓斗卸船机四卷筒差动小车牵引机构的设计□孙艳秀□张俊娜□聂文杰太重渊天津冤滨海重型机械有限公司天津300457摘要院四卷筒差动小车牵引机构是桥式抓斗卸船机的重要工作机构遥以四卷筒差动小车牵引机构为设计对象袁对电机功率进行了计算袁对钢丝绳的选用进行了分析袁并对钢丝绳偏角进行了验算遥通过所论述的设计要点袁可以保证桥式抓斗卸船机的安全性和可靠性遥关键词院卸船机差动小车牵引机构设计中图分类号院TH122文献标志码院A文章编号院员园园园原源怨怨愿渊圆园员9冤09原园园12原园4Abstract院Thefour-rollerdifferentialtrolleytractionmechanismisanimportantworkingmechanismoftheshipunloaderwithbridge-typegrabbucket.Takingthefour-rollerdifferentialtrolleytractionmechanismasthedesignobject,themotorpowerwascalculated,theselectionofthewireropewasanalyzed,andthedeflectionangleofthewireropewaschecked.Throughthediscusseddesignhighlights,thesafetyandreliabilityoftheshipunloaderwithbridge-typegrabbucketcanbeguaranteed.KeyWords院ShipUnloaderDifferentialTrolleyTractionMechanismDesign